垃圾滲濾液處理技術綜述

佘健 彭聃（中南安全環境技術研究院有限公司湖北武漢430051）

垃圾滲濾液處理技術綜述

佘健 彭聃
（中南安全環境技術研究院有限公司湖北武漢430051）

垃圾滲濾液成分復雜、濃度高、種類多、營養元素比例失衡、隨時間變化其組成和濃度也會改變。不妥善處理會污染環境。為此，本文簡要介紹滲濾液處理的一般工藝和新工藝，重點針對脫氮過程進行了論述。最后，對各工藝做了結論與展望。

垃圾滲濾液；處理現狀；新工藝

前言

隨著我國工業和城市迅速發展，垃圾總數總量的速度增至每年10%以上，到2030年我國城市生活垃圾預計超過4億t[1]。垃圾衛生填埋產生的滲濾液是高濃度有機廢水，需引起重視并妥善處理。國家環境保護局對生活垃圾填埋場排放水中污染物進行了特別限制，對污染物如CODcr、氨氮等的排放要求更為嚴格，其中《生活垃圾填埋場污染控制標準》對總氮排放要求是質量濃度小于40mg/ L。所以，目前的垃圾滲濾液處理技術必須與時俱進，從經濟效率環境多方面考慮，使滲濾液處理后達標安全排放。

1 垃圾滲濾液傳統處理技術

1.1 物理化學處理技術

物化處理大多用于預處理，水質水量變動對其影響不大，出水水質比較穩定。吹脫、電化學氧化、混凝沉淀、吸附等是常用的物理化學方法。

吹脫法常用來處理氨氮，作為前期處理，陳建[2]用吹脫塔對高濃度氨氮的滲濾液進行吹脫實驗，氨氮去除效率可達94%。電化學氧化法去除其氨氮，滲濾液中氨氮能完全去除，氨氮優先去除后COD的去除率明顯增大。混凝常作為預處理，易操作且較為經濟，對于含大量有機物，且大多是高分子腐殖質物質的滲濾液來說，混凝是經濟可行的。唐小偉[3]通過制備的改性膨潤土，可吸附去除滲濾液中重金屬Cr、Ni等，其去除率分別為93.6%、95.2%。

1.2 生物處理技術

1.2.1 厭氧生物處理技術

其方法主要有：上流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧生物濾池（AF）、厭氧接觸法、厭氧折流板反應器（ABR）等。UASB是一種新型高效的厭氧生物處理器，它可以形成高濃度的顆粒污泥床，因而具有比其他的厭氧反應器更強的處理能力。滲濾液經過厭氧濾池后，COD去除高達90%。厭氧折流板反應器(ABR)是一種新型兩相厭氧反應器，其處理混合污水，COD/BOD5可由0.2-0.3提高至0.4-0.6[4]。

1.2.2 好氧生物處理技術

好氧穩定塘是淺塘，水力停留時間較短，降解有機物速率快、處理程度高。英國BrynPosteg垃圾填埋場投入運行了一座曝氣氧化塘，COD去除率達97%，平均出水BOD5為24mg/L。相較于活性污泥法受水質水量變化影響大，生物膜法有較強的抗水量和水質沖擊負荷，硝化效果較好，更為實用。J Dollerer采用續批式生物膜反應器，在12小時為一個運行周期的條件下，取得了平均68%的COD去除率[5]。

1.3 土地處理技術

回灌法，滲濾液積累到一定程度后噴灌回填埋場，由于噴灌過程中的蒸發作用，使滲濾液體積減小。而且增加了濕度，提高生物活性，可加速廢物分解。人工濕地，陳玉成等人[6]利用土壤和蘆葦濕地對滲濾液進行實驗，提出的設計參數為水力負荷0.10cm/d，停留時間7.7天。如果進水COD為400mg/L左右，其出水可達標排放。

1.4 組合工藝處理技術

垃圾滲濾液與實驗室預先配置用于實驗的污染物不同，一般采用單一工藝技術很難將滲濾液中的污染物質進行有效地去除。當前對滲濾液多采用多種工藝搭配使用。趙慶良等[7]利用鐵屑和顆粒活性炭(GAC)構成腐蝕電池反應，COD、TOC的去除率分別可達到70.8%、59.6%。預處理+生物處理+物化處理的組合工藝，預處理為混凝氣浮，提高滲濾液的可生化性，物化處理為混凝吸附過濾，對出水進行深度處理，使其達標排放。

總的來說，組合工藝適合不同水質的滲濾液處理，但是組合工藝一般需要物化的預處理，這直接增加了處理成本，單一的生物處理達不到標準，并且若是要進一步脫氮，必需外加碳源，成本會升高。

2 垃圾滲濾液處理新工藝

2.1 短程硝化反硝化工藝

短程硝化反硝化生物脫氮工藝要點是將氨氮轉化為亞硝態氮后，直接進行反硝化，最終生成N2。相較于全程硝化，可減少曝氣和反應時間。李軍等[8]為實現短程硝化，主要考察了DO和溫度對氨氮去除和亞硝態氮積累的影響，DO濃度為2mg/L時最為合適，適宜溫度為25-30℃，在此條件下亞硝化反應速率為83%，氨氮去除率為85%。呂斌等對象實驗是晚期垃圾滲濾液，其氨氮濃度高，可生化性低，采用短程硝化降低氨氮含量，實驗探討影響短程硝化的因素，結果是控制短程硝化實現的關鍵點是DO。最佳條件時，可去除96%的氨氮,亞硝態氮積累率大于96%。

SBR工藝的短程硝化是國內學者的研究焦點，適當的溫度和較大pH值會抑制硝酸菌的生長，從而有利于亞硝態氮的積累。在C/N一定的情況下提高TN的去除率，減少污泥產生。

2.2 厭氧氨氧化工藝

荷蘭Delft工業大學的研究人員發現在厭氧的條件下發生了氨氮的消失。通過長時間的研究發現，亞硝態氮和氨氮可發生反應，生成了氮氣和硝態氮。其生物反應過程如式(1)所示。

比利時Gent大學開發出OLAND工藝，該工藝首先在限氧條件下將一般氨氮氧化為亞硝態氮，然后亞硝態氮與氨氮生成氮氣。厭氧氨氧化菌是自養細菌，在脫氮過程中不需要添加碳源。由于厭氧氨氧化菌的世代時間較長，因此其啟動和馴化的時間很長，這對于工程實際應用是個嚴重挑戰。有機物對厭氧氨氧化菌影響大，在應用厭氧氨氧化工藝脫氮之前，必須對污水中的有機物進行有效地去除。

厭氧氨氧化反應主要有兩種：一種是一段式，也就是厭氧氨氧化和短程硝化在一個反應器中完成。例如采用生物膜反應器。另一種是兩段式，也就是厭氧氨氧化和短程硝化分別在兩個反應器中進行。兩段式最典型的工藝是Sharon-Anammox工藝。Sharon工藝是一種典型的亞硝態氮生成裝置，目前己有生產規模運行。MarcStrous等人對厭氧氨氧化反應研究結果表明，在固定床和流化床中均可以實現厭氧氨氧化反應，其氨氮的去除率分別高達88%和84%，而亞硝態氮幾乎完全去除。

3 結論與展望

對于垃圾滲濾液的處理，物理方法和化學方法都能取得相對不錯的效果，但用這兩種方法處理，除了價格很高外，能耗相對來說也較高。因此，在確切的操作中，物化處理方法通常用作預處理方法，有時也會與其他工藝聯合使用。厭氧法的優勢在于它具有很多優點，但其出水有機物和氮濃度一般相對來說還較高，直接排放來說，通常并不能達標，因此需要與好氧工藝聯合使用。老齡垃圾滲濾液C/N質量比很低，有機物屬于難生物降解的有機物，這對自養的厭氧氨氧化菌沒有什么很大影響，因此，采用短程硝化聯合厭氧氨氧化技術脫氮是非常合適的，此方法不僅經濟效益高，而且效率也很高。每一種處理方法都有其側重點，應根據實際廢水特性及處理成本等綜合選用工藝。

[1]宋曉嵐.城市垃圾處理與可持續發展[J].長沙大學學報,2001；15(4):36～40.

[2]陳建.吹脫法處理垃圾滲濾液中高濃度氨氮的主要影響因素[D]．環境科學與管理,2012:129-130.

[3]唐小偉.改性膨潤土處理城市垃圾滲濾液中重金屬的研究[D]．2014:14-17.

[4]沈耀良，王寶貞，楊銓大，等．厭氧折流板反應器處理垃圾滲濾液混合廢水[J].給水排水，1999，15(6): 10-12．

[5]Dollerer J,Wilderer P A.Biological treatment of leachates from hazardous waste landfills using SBBR technology[J].Water Science and Technology,1996,34 (7/8):437-444．

[6]陳玉成，玉成，陳小龍，等．城市生活垃圾滲濾液土地處理模擬研究[J]．城市環境與生態，2001,14(2):19-21．

[7]趙慶良，王建芳，等．高級氧化-生化組合工藝處理垃圾滲濾液的研究[J]．黑龍江大學自然科學學報，2007, 24:701-711．